вернуться в досье элемента "Серебро"

СЕРЕБРЕНИЕ В ЛАБОРАТОРИИ

Источник: Джон Стронг. Практика современной физической лаборатории. Пер. с англ. ОГИЗ. Государственное издательство технико-теоретической литературы. Москва-1948-ленинград. ГЛАВА XIII НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ЛАБОРАТОРНЫХ МАТЕРИАЛАХ.
 

    Химические процессы серебрения. Для химического серебрения широко применяются два метода: метод Брэйшера и метод, использующий виннокислый калий-натрий. Первый способ применяется для получения толстых слоев на зеркалах с наружным серебрением. При этом серебряные слои многократно полируются; так изготовляются, например, зеркала телескопов. Второй способ, в силу его замедленного протекания рекомендуется при изготовлении полупрозрачных зеркал, таких, как пластинки интерферометров, где требуется, равномерные по толщине плёнки с заданным отношением коэффициент отражения и пропускания.
    Очистка. Серебряная плёнка плохо осаждается, на загрязнённые поверхности. Следовательно, жиры и другие поверхностные загрязнения должны быть удалены со стекла. Тогда коллоидальные частицы серебра, взвешенные в серебряном растворе, будут хорошо прилипать к стеклу, образуя прочную компактную металлическую плёнку. Точно так же, как жирную поверхность стекла трудно смочить водой, так и чистая влажная поверхность воспринимает жиры, масла и другие загрязнения. Поэтому очищенная поверхность остаётся чистой, если она сохраняется в дистиллированной воде до опускания в раствор серебра.
    Первой ступенью в очистке зеркала является освобождение боков и задних стенок от крокуса, оставшегося после полировки, и от других загрязнений. Чернильная резинка является идеальным средством для удаления таких загрязнений. Пемза или вкрапленное стекло в резинке имеют абразивное действие, особенно подходящее для такой предварительной очисти неоптических поверхностей. Полированные поверхности не могут очищаться таким способом, но их следует обрабатывать резинкой по краям. Затем зеркало со всех сторон промывается водой с мылом или аэрозолем с водой. Аэрозоль предпочтительнее мыла, так как аэрозоль может отмыть лицевую сторону зеркала без каких-либо остатков. Если для мытья применяется мыло, то зеркало затем должно быть вымыто в дождевой воде или, ещё лучше, в дистиллированной воде. Слабое и безвредное абразивное действие на лицевой стороне зеркал иногда необходимо; оно производится вытиранием зеркала мягкой влажной ватой с небольшим количеством обмученного мела. После того как стеклянная поверхность обработана мелом, она обмывается водой, причём вода должна смочить всю лицевую сторону зеркала так, чтобы нигде на стекле не осталось сухой поверхности. Может оказаться необходимым повторить обработку мелом в течение ещё некоторого времени. Затем всё зеркало обмывается водой и протирается концентрированней азотной кислотой. Азотная кислота является сильным окислителем, удаляющим адсорбированные на стекле органические вещества. Протирание азотной кислотой производится при помощи кисточки, изготовляемой следующим образом: на стеклянную палочку навёртывается вата, вбирающая азотную кислоту:

    Намотанная на галочку вата стягивается шнурком, как показано на рис. Необходимо поупражняться заранее в протирании этой кисточкой зеркала, чтобы не поцарапать поверхности зеркала концом стеклянной палочки. Обработка зеркала азотной кислотой должна производиться в том сосуде, где зеркало будет покрываться ceребром, чтобы избежать возможного загрязнения поверхности зеркала руками. Если всё же необходимо взять зеркало в руки, то желательно использовать резиновые перчатки. Смесь двухромовокислого калия и серной кислоты монет быть также использована для очистки стекла, но этого обычно не требуется.
Прим. Дэнкен даёт описание новых очистителей, примером которых является аэрозоль. Эти очистители вообще имеют структуру сульфанизированных органических соединении с высоким молекулярным весом. Они имеют нейтральную реакцию и преимущество их по сравнению с мылом при мытье зеркал состоит в возможность применения нейтральных, щелочных и даже кислотных растворов. В противовес мылам эти очистители образуют растворимые соединения с магниевыми и кальциевыми ионами, всегда присутствующими в водопроводной воде. Очиститель Dreft также пригоден для мытья зеркал.
Этот раствор очень эффективен. Даже парафин и карбонизированные органические материалы могут быть удалены из стекла при нагревании стекла в растворе хромовой кислоты. После прополаскивания в водопроводной воде зеркало обрабатывается концентрированным раствором хлористого олова. Хлористое олово удаляется спустя несколько минут весьма основательным прополаскиванием. Все ионы хлора должны быть смыты сперва водой из водопровода, а затем дистиллированной водой. Зеркало может оставаться в дистиллированной воде да начала серебрения. При серебрении важно использовать для тщательной очистки все имеющиеся под рукой средства. Длинная палочка с чернильной резинкой, укреплённой на конце, полезна для удаления водяных подтёков и других загрязнений.
Процесс Брэйшера. Все стадии этого процесса подробно изображены на рис. Три рецепта для восстанавливающего раствора, приведённые на рисунке, соответствуют трём различным путям для достижения одной и той же конечной цели. Согласно первому рецепту в азотной кислоте постепенно растворяется столовый сахар до образования сахарной декстрозы или левюлозы (фруктозы). Для этого требуется значительное время и поэтому перед употреблением раствор должен быть выдержан. Согласно второму рецепту выдержка раствора укорачивается при помощи кипячения и раствор может быть использован сразу же после охлаждения. Согласно третьему рецепту декстроза используется непосредственно. В качестве стабилизирующего средства при применении первого рецепта служит алкоголь. Этого не требуется при втором и третьем рецептах, если растворы не будут храниться долгое время. В последнем случае берётся такая же доза алкоголя, как и при первом рецепте.

    После 4-го этапа, указанного на рис., имеется опасность взрыва. Образование гремучего серебра затруднено низкой концентрацией растворов и умеренными температурами, но эти слабые растворы могут давать взрыв даже от тепла, доставляемого дневным светом, если будут долго стоять, на свету. Смесь взрывается по любому незначительному поводу после высыхания, а иногда и будучи влажной. Поэтому все, остающиеся неиспользованными, растворы серебра следует сразу же смывать. Для предохранения глаз рекомендуется надевать очки.
После того как в раствор добавлен восстанавливающий реагент, раствор сразу же следует вылить на зеркало. Фильтрование раствора не обязательно. Если зеркало сохранялось в дистиллированной воде, то эта вода может быть вылита, ко может быть и оставлена. Сразу же после добавления восстановителя раствор становится тёмно-коричневым и затем чёрным. После этого раствор постепенно становится мутным, коричневого цвета. На этой стадии или вскоре после нее осадок серебра на зеркале становится уже сплошным. Ванну для зеркала и раствора можно время от времени покачивать для размешивания раствора и для того, чтобы наблюдать за поверхностью. Когда плёнка серебра покроет всю поверхность, и на ней начнут появляться чёрные пятна, рекомендуется лёгкое протирание зеркала мягкой ватой. Эта протирание должно быть сперва лёгким, но по мере того как слой серебра становится толще, протирание следует производить энергичнее. Состояние поверхности контролируется по цвету. Обычно, когда раствор серебра начинает светлеть, серебро почти израсходовано, а так как на этой стадии вероятность образования пятен становится большей, лучше всего вылить раствор и вымыть зеркало дистиллированной водой. Для полного покрытия процесс Брэйшера требует в среднем от 6 до 10 мин. Если через слой виден сильный свет, такой, как свет солнца, слой слишком тонок. В этом случае зеркало должно быть смочено дистиллированной водой и приготовлен химический раствор для второго покрытия. Нельзя допускать, чтобы зеркало высохло перед вторым покрытием. После того как получен достаточно толстый слой, вымытое зеркало досуха протирается ватой. Для «уплотнения» слоя серебро полируется при помощи полировочной подушки (замши, прикреплённой к подушке для чистки сапог), Затеи слой полируется обычной замшевой подушкой, покрытой оптическим крокусом. Подушка, покрытая крокусом, может быть использована также для периодического удаления потускнений, образующихся на серебре зеркала. )
Процесс с виннокислым калий-натрием. Для осуществления этого процесса требуется два раствора. Раствор А приготовляется следующим образом: 5 г азотнокислого серебра растворяется в 300 мл воды. Этот раствор насыщается аммиаком так же, как в процессе Брэйшера. При этом получается осадок окиси серебра, причём вначале он почти прозрачен (но не полностью). Если осадок сразу получился совсем прозрачным, то он должен снова титроваться слабым раствором азотного серебра так, чтобы жидкость приобрела отчётливо соломенный цвет. Эта жидкость фильтруется и растворяется в 500 мл воды. Раствор В приготовляется так: 1 г азотнокислого серебра растворяется в 500 мл воды. Затем раствор кипятится, и в него добавляется 0,83 г виннокислого калий-натрия (сегнетова соль), растворённого в литре воды. Кипячение продолжается до выпадения серого осадка. Раствор фильтруется в горячем состоянии и разбавляется водой до 500 мл. Если растворы А и В защищены от света, то они могут сохранять своё действие около месяца. Для серебрения зеркала растворы А и В смешиваются вместе (объём на объём) и выливаются сразу же в ванну для серебрения. Количество растворов, приведённое выше, достаточно для получения толстого слоя серебра на поверхности стекла в 200 см². При серебрении рекомендуется поддерживать температуру в 20° С. При виннокислой процессе серебро осаждается медленно; для получения толстого слоя может потребоваться целый час. Удаляя стекло из раствора в нужное время, можно получить полупрозрачные плёнки серебра. Ход осаждения можно проверять при помощи вспомогательной стеклянной Пластинки, которая время от времени вынимается из ванны, и тем самым определяется ход покрытия главной пластинки. Рис. показывает простой способ определения момента, когда серебряная плёнка делается полупрозрачной (при угле падения в 45°).

Полупрозрачные пластинки вымываются в дистиллированной воде и высушиваются. Затем они полируются мягкой щёткой из гагачьего пуха с пудрой и крокусом, как рекомендует Пфунд.
    Серебряные плёнки предохраняются от потускнения покрытием пропускной бумагой, которая предварительно пропитана раствором ацетата свинца и высушена. Эти покрытия применяются всякий раз, когда плёнки используются не сразу.
Лакирование. Другой способ предохранения серебра от потускнения состоит в покрытии плёнки тонким слоем бесцветного лака. Слой лака несколько снижает коэффициент отражения зеркала и создаёт интерференционые цвета. Вуд указал, что тонкая прозрачная плёнка лака на хорошем отражателе не должна вызвать интерференционных цветов. Цвета, обычно возникающие из-за пленки лака, вызываются морщинами. Эти морщины можно наблюдаться непосредственно только с помощью наиболее сильного микроскопа. Вуд заявляет, что если при лакировании зеркал используется коллодий растворённый в химически чистом редистиллированном эфире, то ни складок, ни интерференционные цвета, таким образом, не возникают. Чтобы получить однородную плёнку лака при помощи растворённого в эфире коллодия, необходимо заставить эфир медленно испаряться. На рис. показана ванночка, весьма удобная при лакировании с помощью эфирного раствора.